Two-organ芯片开发回答脂肪肝问题

新芯片,持有不同的细胞小,互联室可以让科学家们更好地理解生理和疾病的器官之间的相互作用。integrated-gut-liver-on-a-chip (iGLC)平台是由京都大学的科学家设计的综合测量科学研究所(iCeMS),改善非酒精脂肪肝(NAFLD)的理解。与同事一起研究人员在日本,他们的研究结果发表在《华尔街日报》通信生物学。

“非酒精性脂肪肝影响很大一部分的人口,但没有建立有效的治疗方法,”解释iCeMS生物Ken-ichiro龟井静香,他领导了这一研究。这是因为非酒精性脂肪肝是一个复杂的情况,涉及范围广泛的交互之间的内部和肠道和肝脏,称为gut-liver-axis。很难模型这些交互使用的动物,如老鼠,由于许多物种之间的区别。

非酒精性脂肪肝包括肝内脂肪的累积,从而变得严重。目前,唯一与肝移植治疗重症病例。科学家需要更好的方法来研究条件能够发现改进的治疗选项。

这不是第一次科学家开发了organ-on-a-chip平台,也不是第一个gut-liver平台,但之前的设备是不完美的。平台开发的龟井静香和他的同事们克服了一些但不是全部的问题与先前的尝试。

科学家们测试iGLC平台通过将细胞从肝癌细胞系和肠道癌症细胞系为单独的房间。钱伯斯是用细小的流体通道与战略定位可以开启和关闭阀门。该平台还包括一个泵推动了两院之间的流体。他们允许流体介质通过两院同时保持细胞分离,模拟循环肠道和肝脏之间移动人体。它还允许科学家们向平台引入新的物质例如游离脂肪酸来测试他们的影响相互作用的两个“器官”。

重要的是,这个平台是由硅胶材料,名为聚二甲基硅氧烷(PDMS),这是涂有两个其他物质:脂肪分子,防止芯片吸收可能影响实验,,另一个增加细胞生长。

重大的变化基因表达被认为在肠道和肝细胞培养iGLC平台相比,相同的细胞培养。科学家们还记录了特定的细胞发生了变化,当游离脂肪酸被引入一个或七天。一天的游离脂肪酸导致细胞内DNA损伤的起始。七天的循环游离脂肪酸导致他们积累在细胞DNA损伤导致的细胞死亡,类似于严重的非酒精性脂肪肝。

这个平台没有考虑肠道微生物的影响在gut-liver-axis或其他因素。实验也用癌症细胞系,这并不代表整个细胞生活的多样性或功能人体组织,但这个平台是向前迈出了一大步。

“我们下一步计划使用肝脏和肠道瀑样源自人类干细胞可以精确控制条件下研究非酒精性脂肪肝,更真实的模拟病人的生理环境中,“Yoshikazu平井一夫iCeMS机械工程研究人员说,该研究的通讯作者。